丙基胺键合蔗渣的制备及其在吸附水中Cd²⁺的应用

摘要

本发明公开了在一定条件下，用3-氨丙基三甲氧基硅烷试剂与蔗渣纤维素发生硅烷化反应，成功将丙基胺基团键合至蔗渣纤维素，制备出丙基胺键合蔗渣。采用静态吸附实验，研究了丙基胺键合蔗渣对Cd2+的吸附性能，结果表明，丙基胺键合蔗渣对Cd2+的适宜吸附pH范围为3～7；吸附平衡时间为8h；在室温（20℃）和40℃下均可用langmuir等温吸附线来描述。室温时，丙基胺键合蔗渣对Cd2+的最大吸附量为17.36mg/g，40℃为21.05mg/g。明显高于蔗渣纤维素和活性碳对Cd2+的最大吸附量。可见，丙基胺键合蔗渣可作为重金属离子捕集剂使用。

主权项

丙基胺键合蔗渣的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）蔗渣的初步清洗及破碎：将蔗渣用自来水清洗2～3遍，置于80℃烘箱中烘干，将烘干后蔗渣剪碎至1‑2 cm小段，然后置于粉碎机粉碎后全部过20目筛；（2）水煮：取200 g粉碎蔗渣，加入纯水没过蔗渣约1公分，水煮1 h，水煮过程需不时搅拌，适量补水保持水面没过蔗渣，煮毕，布氏漏斗过滤，纯水冲洗蔗渣至滤液为无色止，烘干得水煮蔗渣；（3）碱化：称取34 g水煮蔗渣置于1000 mL烧杯中，加入20%（w/v）NaOH溶液900 mL，保鲜膜封口，室温下磁力搅拌16 h碱化蔗渣，然后布氏漏斗抽滤，纯水冲洗蔗渣至滤液为中性止，80℃烘箱中烘干滤渣，得碱化蔗渣；（4）酸化：取20 g碱化蔗渣加入6 mol/L的HCl没过蔗渣1公分于通风橱中磁力搅拌酸化1～2 h，用布氏漏斗抽滤，纯水冲洗蔗渣至滤液为中性止，80℃烘箱中烘干滤渣得酸化蔗渣；（5）基团键合反应：称取5.0 g酸化蔗渣于250 mL圆底烧瓶中，加入甲苯溶液没过蔗渣1公分为反应溶剂，待甲苯全部润湿蔗渣后，加入0.9 mL 3‑氨丙基三甲氧基硅烷混匀，并在微沸条件下回流反应18 h，布氏漏斗抽滤，滤渣用滤纸包好置于索氏提取器中甲苯索氏提取12 h，除去反应过程残留于蔗渣中的杂质，完毕，取出蔗渣置于80℃烘箱中烘干即得丙基胺键合蔗渣。